一种管式炉系统的制作方法

1.本实用新型涉及生产工艺设备领域，尤其涉及一种管式炉系统。


背景技术：

2.管式炉主要运用于半导体加工、光伏、冶金，热处理，新能源等领域。传统的管式炉设备的保温层通常使用石膏等材料，接近完全密闭，起到很好的保温效果，减少了升温段和恒温段的热量损失。但与此同时保温层的存在也导致了设备降温时候无法及时散热，需要大量的时间来完成降温。半导体和光伏上有大量的高温工艺，需要用管式设备来完成，包含扩散炉，氧化炉，退火炉，pecvd，lpcvd等设备。
3.近年来随着设备不断发展，管式炉管径不断变大，长度不断加长。整个管式炉系统热质量不断增加，导致整个工艺流程中，降温所需的时间越来越长，降温的时间占比越来很大。
4.另一方面，由于管式设备的设计特点，炉门位于管式炉的两端，靠近炉门的位置处降温效果明显优于中间部分，这就导致了管式炉的载具的在长度方向上的降温速率不均匀，容易造成载具损坏。
5.因此，有必要开发一种新型管式炉系统，以避免现有技术存在的上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种管式炉系统，能够实现快速降温，减少降温时间进而降低整个工艺流程的时长，提高效率。
7.为实现上述目的，本实用新型提供的管式炉系统包括：管式炉体；加热炉丝，所述加热炉丝缠绕于所述管式炉体的外壁；保温体，所述保温体覆盖所述加热炉丝；冷却介质管道，所述冷却介质管包括输入端和输出端，所述输入端和所述输出端穿过所述保温体插入所述加热炉丝，以向所述加热炉丝内部通入冷却介质；所述输入端设置于所述加热炉丝轴向上的中心区域，所述输出端设置于所述加热炉丝轴向上的两端区域。
8.本实用新型提供的管式炉系统的有益效果在于：通过设置于加热炉丝轴向上中心区域的输入端和设置于加热炉丝轴向上两端区域的输出端，将冷却介质从加热炉丝中心区域通入并从两端区域流出，实现快速降温，减少降温时间进而降低整个工艺流程的时长，提高效率；并且在两端炉门位置散热较快的情况下，提升管式炉系统在长度方向上降温的均匀性，避免载具散热不均而损坏。
9.可选的，所述输入端自所述中心区域向所述两端区域排列，所述输出端自所述两端区域向所述中心区域排列，所述输出端覆盖所述加热炉丝的轴向距离大于所述输入端覆盖所述加热炉丝的轴向距离。其有益效果在于：提升管式炉系统在长度方向上降温的均匀性。
10.可选的，若干所述输入端在所述加热炉丝上沿周向间隔分布，若干所述输出端在所述加热炉丝上沿周向间隔分布。其有益效果在于：提升管式炉系统在圆周方向上降温的
均匀性。
11.可选的，若干所述输入端在所述加热炉丝同一半径方向上沿轴向间隔分布，若干所述输出端在所述加热炉丝同一半径方向上沿轴向间隔分布。其有益效果在于：提升管式炉系统在长度方向上降温的均匀性。
12.可选的，所述输入端的侧壁上设置有沿所述加热炉丝轴向贯通的输气口。其有益效果在于：提升管式炉系统在长度方向上降温的均匀性。
13.可选的，所述输入端的侧壁上设置有沿所述加热炉丝外壁切向贯通的输气口。其有益效果在于：提升管式炉系统在圆周方向上降温的均匀性。
14.可选的，所述管式炉系统还包括循环管道，所述循环管道连接所述输入端和所述输出端，使冷却介质自所述输出端流出后经所述循环管道流入所述输入端。其有益效果在于：有利于冷却介质的循环利用。
15.可选的，所述冷却介质包括氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种或多种
附图说明
16.图1为本实用新型管式炉系统实施例的径向剖面结构示意图；
17.图2为本实用新型输入端和输出端分布位置的第一种实施例的示意图；
18.图3为本实用新型输入端和输出端分布位置的第二种实施例的示意图；
19.图4为图3所示的输入端的位置示意图；
20.图5为图3所示的输出端的位置示意图；
21.图6为本实用新型输入端和输出端分布位置的第三种实施例的示意图；
22.图7为本实用新型输入端和输出端分布位置的第四种实施例的示意图；
23.图8为图7所示的输入端的位置示意图；
24.图9为图7所示的输出端的位置示意图；
25.图10为图2所示的输入端和输出端的结构示意图；
26.图11为图10所示的输气口沿所述加热炉丝轴向贯通设置的气流示意图；
27.图12为图10所示的输气口沿所述加热炉丝切向贯通设置的气流示意图。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
29.为解决现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种管式炉系统。
30.图1为本实用新型管式炉系统实施例的径向剖面结构示意图；图2为本实用新型输入端和输出端分布位置的第一种实施例的示意图。
31.本实用新型一些实施例中，参照图1和图2，所述管式炉系统包括：管式炉体1；加热
炉丝2，所述加热炉丝2缠绕于所述管式炉体1的外壁，其内部具有间隙；保温体3，所述保温体3覆盖所述加热炉丝2；所述管式炉体1、所述加热炉丝2和所述保温体3从内之外形成多层结构；冷却介质管道，所述冷却介质管包括输入端41和输出端42，所述输入端41和所述输出端42的输气口43穿过所述保温体3插入所述加热炉丝2内部，所述冷却介质自所述输入端41流入所述加热炉丝2内部，在所述加热炉丝2内部间隙中流动，最终从所述输出端42流出；所述输入端41设置于所述加热炉丝2轴向上的中心区域，所述输出端42设置于所述加热炉丝2轴向上的两端区域，使冷却介质从所述中心区域带走热量后向所述两端区域流动。
32.在本实用新型一些具体实施例中，参照图2，一个所述输入端41设置于所述加热炉丝轴向上的中心区域，两个所述输出端42分别设置于所述加热炉丝2轴向上的两端区域，所述冷却介质沿所述加热炉丝2径向流入，并沿所述加热炉丝2径向流出。
33.图3为本实用新型输入端和输出端分布位置的第二种实施例的示意图；图4为图3所示的输入端的位置示意图；图5为图3所示的输出端的位置示意图；
34.在本实用新型一些具体实施例中，参照图3、图4和图5，若干个所述输入端41设置于所述加热炉丝2轴向上的轴心区域，若干个所述输出端42分别设置于所述加热炉丝2轴向上的两端区域，所述冷却介质沿所述加热炉丝2径向流入，并沿所述加热炉丝2轴向流出。
35.图6为本实用新型输入端和输出端分布位置的第三种实施例的示意图。
36.本实用新型一些实施例中，参照图6，所述输入端41自所述中心区域向所述两端区域排列，所述输出端42自所述两端区域向所述中心区域排列，所述输入端41包括第一侧输入端411和第二侧输入端412，所述输出端42包括第一侧输出端421和第二侧输出端422，所述输出端42覆盖所述加热炉丝2的轴向距离大于所述输入端41覆盖所述加热炉丝2的轴向距离，即所述第一侧输入端411和所述第二侧输入端412之间的距离小于所述第一侧输出端421和所述第二侧输出端422之间的距离；所述输入端41和所述输出端42在轴向上和圆周方向上的间隔距离在本实用新型实施例中不做限制。
37.图7为本实用新型输入端和输出端分布位置的第四种实施例的示意图；图8为图7所示的输入端的位置示意图；图9为图7所示的输出端的位置示意图；
38.本实用新型一些实施例中，参照图7、图8和图9，若干所述输入端41在所述加热炉丝2上沿周向间隔分布，若干所述输出端42在所述加热炉丝2上沿周向间隔分布。
39.本实用新型一些实施例中，参照图6，若干所述输入端41在所述加热炉丝2同一半径方向上沿轴向间隔分布，若干所述输出端42在所述加热炉丝2同一半径方向上沿轴向间隔分布。
40.图10为图2所示的输入端和输出端的结构示意图；图11为图10所示的输气口沿所述加热炉丝轴向贯通设置的气流示意图；图12为图10所示的输气口沿所述加热炉丝切向贯通设置的气流示意图。
41.本实用新型一些实施例中，参照图10和图11，所述输入端41的侧壁上设置有沿所述加热炉丝2轴向贯通的输气口43，使气体沿所述加热炉丝2轴向流动。
42.本实用新型一些实施例中，参照图10和图12，所述输入端41的侧壁上设置有沿所述加热炉丝2外壁切向贯通的输气口43，使气体沿所述加热炉丝2圆周方向流动。
43.本实用新型一些实施例中，所述管式炉系统还包括循环管道，所述循环管道连接所述输入端41和所述输出端42，所述循环管道上设置有降温装置，使所述输出端42流出的
冷却介质经降温后重新流入所述输入端41。
44.本实用新型一些实施例中，所述冷却介质包括氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种或多种。
45.虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。